[发明专利]一种R60705锆合金铸锭的制备方法

说明书

本发明公开了一种R60705锆合金铸锭的制备方法，该方法包括：一、将铌棒经车削、破碎成铌屑后进行处理；二、将经处理后的铌屑与海绵锆配料、混料和压制得到电极块；三、将电极块组焊得到组焊电极；四、将组焊电极进行一次熔炼得到一次锭；五、将多个一次锭掉头焊接后进行二次熔炼得到二次锭；六、将多个二次锭掉头焊接后进行三次熔炼得到R60705锆合金铸锭。本发明将铌元素以铌屑的方式加入，使得铌屑与海绵锆混合均匀，提高电极块致密性，不易产生掉块现象，避免了夹杂物的产生，结合采用三次熔炼并控制不同熔次的工艺参数，提高了R60705锆合金铸锭成分的均匀性，避免了R60705锆合金铸锭的熔炼过程中产生冶金缺陷。

技术领域

本发明属于锆合金制备技术领域，具体涉及一种R60705锆合金铸锭的制备方法。

背景技术

R60705是含有2.5％铌的锆合金，其中铌可提高其强度和塑性，应用于板材、线材和棒材领域。由于铌的熔点为2468℃，锆的熔点是1850℃，铌的熔点比锆高613℃，属于难熔金属，在制备R60705锆合金铸锭时易产生冶金缺陷，会对后期锻造板材、线材和棒材的性能、强度等产生极大影响，所以铌在熔炼过程中充分均匀熔炼是至关重要的。

目前，R60705锆合金铸锭的常规制备方法为：用海绵锆和铌屑压制成电极块，组焊成自耗电极后经三次真空自耗电弧熔炼(VAR法)制备成铸锭，之后将铸锭车削成屑料，再经破碎、超声波清洗、磁选，制备成屑状铌锆中间合金，再采用海绵锆和铌锆中间合金为原料，经VAR法三次熔炼制备成R60705铸锭。但该方法存在下述缺点：

(1)工序流程长，生产成本高；

(2)采用铌锆中间合金和海绵锆压制电极时，因铌锆屑料加入量大，且海绵锆颗粒硬度较大，压制的电极致密度及强度差，易掉块，组焊电极困难，且存在冶金缺陷的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种R60705锆合金铸锭的制备方法。该方法将铌元素以铌屑的方式加入进行熔炼，使得铌屑与海绵锆在电极块混合均匀，提高电极块致密性，不易产生掉块现象，避免了夹杂物的产生，结合采用三次熔炼并控制不同熔次的工艺参数，大大提高了R60705锆合金铸锭成分的均匀性，避免了R60705锆合金铸锭的熔炼过程中产生冶金缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种R60705锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铌棒经车削、破碎成铌屑，然后进行处理至表面洁净，无目视可见的油污、氧化膜及其他金属或非金属夹杂物；

步骤二、将步骤一中经处理后的铌屑与海绵锆进行配料，然后经混料后加入模腔，并采用油压机进行压制，得到电极块；

步骤三、采用真空等离子焊箱对步骤二中得到的电极块进行组焊，冷却后出炉，得到组焊电极；

步骤四、将步骤三中得到的组焊电极装入真空自耗电弧炉中的坩埚内，在熔炼电流8kA～25kA、电压30V～40V、稳弧电流5A～20A的条件下进行一次熔炼，得到一次锭；

步骤五、将多个步骤四中得到的一次锭掉头放置在坩埚内，装入真空自耗电弧炉中在真空条件下进行焊接，然后在熔炼电流16kA～32kA、电压30V～36V、稳弧电流5A～25A的条件下进行二次熔炼，得到二次锭；

步骤六、将多个步骤五中得到的二次锭掉头放置在坩埚内，装入真空自耗电弧炉中在真空条件下进行焊接，然后在熔炼电流20kA～35kA、电压30V～36V、稳弧电流5A～30A的条件下进行三次熔炼，得到R60705锆合金铸锭。